專利名稱：不對(duì)稱的氧氣/燃料燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氧氣-燃料燃燒器，打算將該燃燒器裝在爐壁上，如玻璃爐，更具體地說(shuō)是涉及低推力燃燒器(low-impulse burners)即在相對(duì)較低的氣體排出速率下工作。
對(duì)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格限制，特別是在玻璃工業(yè)中，已經(jīng)促使制造者使用適合于氧氣燃燒的燃燒器(其氧化性混合物包含85%-100%的高的O2含量)。
申請(qǐng)人公司被下面的問(wèn)題所困撓如何改進(jìn)這種燃燒器的性能，特別是在使用中等純度的氧氣(例如通過(guò)被稱為VSA類型的吸附作用對(duì)空氣進(jìn)行分離而獲得)和/或使用含氮?dú)獾奶烊粴?例如在歐洲，Groningen類型天然氣)時(shí)降低氮氧化物的產(chǎn)生。
申請(qǐng)人公司已經(jīng)發(fā)現(xiàn)將不對(duì)稱分布的總?cè)剂蠚馑瓦M(jìn)通過(guò)燃燒器輸進(jìn)的氧氣流中可獲得非常實(shí)質(zhì)性的這種降低。
更準(zhǔn)確地說(shuō)，如果認(rèn)為在燃燒器正常操作時(shí)，氧氣和燃料氣的總供給量之比是理想化學(xué)計(jì)量配比或基本上為理想化學(xué)計(jì)量配比，根據(jù)本發(fā)明的燃燒器的一個(gè)主要特征在于在燃燒器的相同的截面上供給氣體的分布，在火焰的進(jìn)氣部，或者說(shuō)在這個(gè)截面的至少一部分，供給的氧氣與供給的燃燒氣的比明顯低于理想化學(xué)計(jì)量配比值。
還驚奇地觀察到在火焰點(diǎn)火的進(jìn)氣部的這種不對(duì)稱的供給分布提供并維持一個(gè)氮氧化物含量降低的區(qū)域，這是與供給分布在整個(gè)截面對(duì)稱或基本對(duì)稱的情況相比而言的。
還應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)希望在局部獲得還原性氣氛(如在玻璃液的上面)，這種能在火焰中產(chǎn)生亞化學(xué)計(jì)量配比區(qū)域的不對(duì)稱結(jié)構(gòu)也是適用的。
從下面對(duì)實(shí)施方案的描述會(huì)看出本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)越性，描述是參照附圖進(jìn)行的，但不是意在對(duì)本發(fā)明進(jìn)行任何限制，其中

圖1示意地表示一種已知燃燒器的正視圖，它具有對(duì)稱的燃料氣供應(yīng)分布。
圖2是本發(fā)明燃燒器的另一個(gè)最佳實(shí)施方案的類似視圖。
圖3是表示圖1和圖2的燃燒器產(chǎn)生的氮氧化物的區(qū)別的對(duì)比圖。
圖4和圖5表示本發(fā)明燃燒器的兩個(gè)其它的實(shí)施方案。
可用本申請(qǐng)人公司的法國(guó)專利申請(qǐng)No.9311739中描述的方法來(lái)構(gòu)造本發(fā)明的燃燒器。它可以包含三個(gè)主要部分，即由耐火材料制成的火焰口(glory hole)板，以可拆卸方式固定在火焰口與氧化劑管道相連的一側(cè)的金屬燃燒器主體，和至少一根以可拆卸并防漏的方式裝在燃燒器主體上的燃料噴射管，燃料由此到達(dá)燃燒器的尾部。
圖1圖示了含有1根或多根對(duì)稱分布在氧氣流中的管子3的噴射管的情況，或更準(zhǔn)確地說(shuō)分布在氧氣含量大于90%的在構(gòu)成燃燒器主體的擴(kuò)張部分的管套2中流動(dòng)的氧化劑氣流中。
在圖示本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方案的圖2中，可以看見(jiàn)輸送燃料氣(還原劑)的管子3不是對(duì)稱分布在氧化劑流動(dòng)的管套2中，而是集中在截面的一部分，在這種情況下是集中在管套2的截面的下半部分。因此應(yīng)當(dāng)明白，在這種情況下，在管子3的出口(火焰點(diǎn)火的進(jìn)氣部)氧化劑/還原劑比例將明顯低于理想化學(xué)計(jì)量配比。
圖3表示了標(biāo)準(zhǔn)化的氮氧化物含量(kg/MW)的簡(jiǎn)圖，在橫座標(biāo)上，是氮?dú)庹妓醚鯕獾暮康陌俜謹(jǐn)?shù)，在縱座標(biāo)上，是燃燒氮?dú)夂考s為2.5%的天然氣的1MW燃燒器產(chǎn)生的氮氧化物重量(kg/MW)，其天然氣和氧氣供給量分別大約為100Sm3/h和200Sm3/h?？梢杂^察到使用根據(jù)圖2的不對(duì)稱分布的5根天然氣管子時(shí)產(chǎn)生的NOX量明顯低于圖1的呈中心對(duì)稱(“標(biāo)準(zhǔn)”)排列時(shí)產(chǎn)生的NOX量。
可以設(shè)計(jì)出其它的不對(duì)稱結(jié)構(gòu)。例如可以設(shè)計(jì)成如圖4所示，它表示了具有類似于圖1的管子3的對(duì)稱分布，現(xiàn)在變?yōu)榫哂胁煌孛娴妮斔腿剂蠚獾墓茏?和3a。還可以如圖5所示，采用單根燃料管，將它高度偏心地置于輸送氧化劑的管套2中。
本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員在不背離下面權(quán)利要求書(shū)中所限定的本發(fā)明范圍前提下可以設(shè)計(jì)出其它的實(shí)施方案。
權(quán)利要求
1.氧氣/燃料燃燒器包括至少一個(gè)輸送氧化劑的第一空心部件(2)和至少一個(gè)將燃料噴射進(jìn)入氧化劑氣流的第二空心部件(3)，其特征在于至少將第二空心部件(3)的出口布置成相對(duì)于第一空心部件(2)呈不對(duì)稱分布，使得火焰進(jìn)氣部的混合區(qū)域含有氧化劑與燃料比低于理想化學(xué)計(jì)量配比值的部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的燃燒器，其特征在于它包含多個(gè)不對(duì)稱地布置在第一部件內(nèi)的空心部件(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的燃燒器，其特征在于第二部件包含多個(gè)截面不同的管狀元件(3，3a)。
全文摘要
氧氣/燃料燃燒器包括至少一個(gè)輸送氧化劑的第一管狀部件(2)和至少一個(gè)將燃料噴射進(jìn)入氧化劑氣流的第二管狀部件(3)，部件(3)相對(duì)于第一部件(2)是不對(duì)稱分布，使得火焰進(jìn)氣部的混合區(qū)域含有氧化劑與燃料比低于理想化學(xué)計(jì)量配比值的部分。
文檔編號(hào)F23D14/22GK1105434SQ9411287
公開(kāi)日1995年7月19日 申請(qǐng)日期1994年11月30日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月30日
發(fā)明者S·迪克, P·列考特, S·勞恩瑟 申請(qǐng)人:液體空氣喬治洛德方法利用和研究有限公司